關(guān)于配制不同濃度溶解氧的研究與探討

楊仁鋼，吳開倡

（黔東南苗族侗族自治州環(huán)境保護(hù)監(jiān)測(cè)中心站，貴州黔東南 556000）

關(guān)于配制不同濃度溶解氧的研究與探討

楊仁鋼，吳開倡

（黔東南苗族侗族自治州環(huán)境保護(hù)監(jiān)測(cè)中心站，貴州黔東南 556000）

采用電化學(xué)探頭法測(cè)定純水中相同空氣壓力、不同水溫的飽和溶解氧的含量,從而確定溶解氧的濃度。

溶解氧；電化學(xué)探頭法；水溫；空氣壓力

1 前言

空氣中的分子態(tài)氧溶解在水中稱為溶解氧。水中的溶解氧的含量與空氣中氧的分壓、水的溫度都有密切關(guān)系。在自然情況下，空氣中的含氧量變動(dòng)不大，故水溫是主要的因素，水溫愈低，水中溶解氧的含量愈高。溶解于水中的分子態(tài)氧稱為溶解氧，通常記作DO，用每升水里氧氣的毫克數(shù)表示。水中溶解氧的多少是衡量水體自凈能力的一個(gè)指標(biāo)。水中溶解氧含量受到兩種作用的影響：一種是使DO下降的耗氧作用，包括耗氧有機(jī)物降解的耗氧，生物呼吸耗氧；另一種是使DO增加的復(fù)氧作用，主要有空氣中氧的溶解，水生植物的光合作用等。這兩種作用的相互消長，使水中溶解氧含量呈現(xiàn)出時(shí)空變化。

2 實(shí)驗(yàn)部分

2.1 實(shí)驗(yàn)原理

溶解氧電化學(xué)探頭是一個(gè)用選擇性薄膜封閉的小室，室內(nèi)有兩個(gè)金屬電極并充有電解質(zhì)。氧和一定數(shù)量的其他氣體及親液物質(zhì)可透過這層薄膜，但水和可溶性物質(zhì)的離子幾乎不能透過這層膜。將探頭浸入水中進(jìn)行溶解氧的測(cè)定時(shí)，由于電池作用或外加電壓在兩個(gè)電極間產(chǎn)生電位差，使金屬離子在陽極進(jìn)入溶液，同時(shí)氧氣通過薄膜擴(kuò)散在陰極獲得電子被還原，產(chǎn)生的電流與穿過薄膜和電解質(zhì)層的氧的傳遞速度成正比，即在一定的溫度下該電流與水中氧的分壓（或濃度）成正比。

2.2 儀器與試劑

2.2.1 儀器

恒溫水浴箱（600型）、溶解氧測(cè)定儀（HQ25d）、吹氣泵、溶解氧瓶、高原空盒氣壓表、溫度計(jì)。

2.2.2 試劑

無水亞硫酸鈉（Na2SO3）或七水合亞硫酸鈉（Na2SO3· 7H2O）、二價(jià)鈷鹽，例如六水合氯化鈷（Ⅱ）（CoCl2·6H2O）、蒸餾水。

2.3 試劑配制

零點(diǎn)檢查溶液：稱取 0.25g 亞硫酸鈉和約 0.25mg 鈷（Ⅱ）鹽，溶解于 250mL 蒸餾水中。

3 實(shí)驗(yàn)步驟

3.1 儀器校準(zhǔn)

3.1.1 零點(diǎn)校準(zhǔn)

將探頭浸入零點(diǎn)檢查溶液中，按測(cè)量鍵自動(dòng)讀取數(shù)據(jù)，即為零點(diǎn)。

3.1.2 接近飽和值的校準(zhǔn)

將探頭暴露在空氣中，按測(cè)量鍵自動(dòng)讀取數(shù)據(jù)，即為接近飽和值。

3.2 水中溶解氧的測(cè)定

將盛滿蒸餾水的溶解氧瓶放入恒溫水浴箱中，設(shè)定不同的溫度，待溶解氧瓶中的水溫與恒溫水浴箱中的水溫達(dá)到基本平衡，然后用吹氣泵對(duì)溶解氧瓶中的蒸餾水進(jìn)行吹氣，吹氣穩(wěn)定后，用溶解氧測(cè)定儀測(cè)定不同水溫下的飽和溶解氧，設(shè)定10組溫度，每組溫度測(cè)定10次，并記錄數(shù)據(jù)，同時(shí)記錄大氣壓力。

3.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果

3.3.1 不同水溫測(cè)定的溶解氧下的平均值

溫度 18～20℃，平均值分別為 8.70，8.46，8.32mg/L；

溫度 22～28℃，平均值為：7.98；7.66，7.56，7.38，7.28，7.16mg/L；

溫度 30℃，平均值為：6.91mg/L。

3.3.2 根據(jù)溶解氧與大氣壓力和水溫的函數(shù)關(guān)系

即：ρ（O）=ρ′（O）×（p-pw）/（101.325-pw）， 計(jì) 算大氣壓力為 93.8 kPa 時(shí)，水中飽和溶解度的含量，見下表。

飽和溶解氧（mg/L）1 18 2.07 9.47 93.8 8.75 2 19 2.20 9.28 93.8 8.58 3 20 2.81 9.09 93.8 8.40 4 22 3.17 8.74 93.8 8.07 5 24 3.56 8.42 93.8 7.77 6 25 3.77 8.26 93.8 7.62 7 26 4.00 8.11 93.8 7.48 8 27 4.24 7.97 93.8 7.35 9 28 4.49 7.83 93.8 7.22 10 30 5.02 7.56 93.8 6.97序號(hào) 水溫（℃）飽和水蒸氣壓力（kPa）標(biāo)準(zhǔn)大氣壓氧的飽和溶解度（mg/L）大氣壓力（kPa）

4 結(jié)果分析

根據(jù)表中數(shù)據(jù)可知，在18℃、19℃、20℃、22℃、24℃、25℃、26℃、27℃、28℃、30℃時(shí)，溶解氧的相對(duì)誤差分別為：0.57%、1.40%、0.95%、1.12%、1.42%、0.79%、1.34%、0.95%、0.83%、0.86%；相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差分別為：0.23%、0.13%、0.13%、0.11%、0.40%、0.46%、0.21%、0.21%、0.29%、0.19%。

由此可見，可以通過控制水溫的方法配置不同溶解氧的標(biāo)準(zhǔn)濃度，本文的測(cè)定方法與標(biāo)準(zhǔn)方法測(cè)定結(jié)果基本一致，準(zhǔn)確度和精密度與監(jiān)測(cè)分析的技術(shù)要求相符。

[1] 中華人民共和國環(huán)境保護(hù)部.HJ506—2009.水質(zhì)溶解氧的測(cè)定電化學(xué)探頭法[S].2009.

Research and Discussion on Preparation of Dissolved Oxygen at Different Concentration

Yang Ren-gang，Wu Kai-chang

the content of saturated dissolved oxygen in pure water under the same air pressure and different water temperature was determined by electrochemical probe method.Thereby determining the different concentrations of dissolved oxygen.

dissolved oxygen；electrochemical probe method；water temperature；air pressure

X703

B

1003-6490（2017）06-0209-01

2017-04-01

楊仁鋼（1982—），男，貴州天柱人，助理工程師，主要從事環(huán)境監(jiān)測(cè)工作。